基于多孔氧化铝薄膜的周期纳米结构的光学性能研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gm5w56002
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纳米光子学将纳米材料的发展与光子学结合起来,通过纳米结构在波长及亚波长尺度下与光的相互作用来实现对光的操作,使光的传播具有和传统光学不同的性质。本论文研究了以多孔阳极氧化铝(Anodic Aluminum Oxide,AAO)薄膜为基础的各种周期纳米结构的光学性能,主要分为如下几个部分:   (1)通过在多孔氧化铝薄膜中引入横向周期,设计了基于氧化铝薄膜的位相光栅,并计算了各级次衍射光强与结构参数的关系,发现位相光栅衍射峰强对折射率的敏感特性。   (2)通过在多孔氧化铝薄膜中引入纵向周期,得到了一维类光子晶体结构,计算了相应的色散关系和透射(反射)谱,得到了光学带隙与结构参数、入射光偏振、入射角度等的变化关系。进一步引入了缺陷层,计算了缺陷模出现的条件及其随参数的变化,并发现了“量子化”的缺陷模。   (3)设计了一维类光子晶体异质结,发现并解释了AAO类光子晶体异质结中存在的非对易反射现象。进一步在类光子晶体异质结中引入了缺陷峰,计算了缺陷峰对折射率的敏感特性。   (4)研究了多孔氧化铝薄膜与金属纳米材料复合的光学性质。计算了单个金属双壳层纳米球结构中的等离共振行为,解释了其中存在的共振频率稳定性和可调性。进一步分析了由金属球纳米颗粒组成的一维链结构,并将结论推广到了包含周期金属颗粒的多孔氧化铝薄膜结构中。
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